Pro Engineer电厂锅炉空气调节阀门设计(2)
致 谢 43
参 考 文 献 44
1 引言
1.1 课题的背景
相当长的时期内，煤炭作为主要能源，在我国能源结构中的地位不会改变[1]，但随着环保标准越来越严格，可再生资源的开发和利用，煤炭在能源构成中所占的比例会有所下降。煤炭约有40%用于燃煤发电，对于燃煤发电，在不考虑发电对环境造成污染的情况下，其发电单位投资和发电成本与可再生能源相比较低。以2001年我国燃煤发电造成的经济损失为例，当计入燃煤发电造成的经济损失后，燃煤发电的发电成本将增加0.15元/kWh。在我国某些地区，燃煤发电成本将上升到0.45元/kWh，这一数据超过了我国大部分水电站的发电成本，而且甚至超过了某些风电的发电成本，燃煤效率的提高迫在眉睫。
我国的电站锅炉绝大多数是采用煤粉燃烧的方式，影响煤粉气流着火的因素很多，概括起来主要有三个方面，一是燃料因素，二是设备结构因素，三是运行因素[2]。具体如图1.1.1所示：
图 1.1.1 锅炉煤粉燃烧影响因素
在锅炉燃烧设备和煤质一定的条件下，一次风与二次风的调节是决定着火和燃尽过程的关键。炉内燃烧过程的好坏，不仅直接关系到锅炉生产能力和生产过程的可靠性，而且在很大程度上决定了锅炉运行的经济性。燃烧过程的经济性要求保持合理的风煤配合，一、二次风配合和送引风配合，此外还要求保持适当的炉膛温度。合理的风煤配合就是要保持最佳的过量空气系数；合理的一、二次风配合就是要保证着火迅速、燃烧完全；合理的送引风配合就是要保持适当的炉膛负压、减少漏风。当运行工况改变时，这些配合比例如果调节适当，就可以减少燃烧损失，提高锅炉效率。
由于国内绝大多数发电厂锅炉运行一、二次风道内的配风情况缺乏合理的调节手段，有些锅炉甚至仅仅凭借二次风门的开度来确定配风状况，这些电厂的锅炉运行人员很难确切知道锅炉调节状况是否合理以及煤粉浓度是否均匀。因此，为了提高锅炉燃烧效率，对锅炉配风系统中一、二风进行合理调节的研究具有十分重要的意义。大量的运行实践表明，锅炉的一、二次风匹配合理，一、二次风管管内风速调整均匀，锅炉燃烧工况就会明显改善，锅炉效率就会显著提高。
1.3 本论文的任务及论文结构
综前所述，目前国内大多数电厂锅炉二次风的调节性能不能满足配风调节，二次风配风调节直接影响着锅炉的安全、经济、洁净运行。为改善这一局面，结合国内外研究现状，本文对锅炉二次风调节阀进行研究，主要进行以下工作：
1）分析阀门的总体要求，分别对目前电厂中普遍使用的翻版阀和新设计的二次风调节阀的主要结构进行分析，找到调节阀的结构设计依据，完成阀门总体规划和总体方案设计要求。
2）重点研究配风系统中二次风及二次风道的特性，分析阀门机械结构要求，提出合理的阀门结构方案，设计一种全新结构的二次风调节阀来代替普通的二次风门，对其进行具体的机械结构设计与受力分析并且分析温度变化对运动机构的影响，另外还要对调节阀的阀门开度误差进行分析，控制阀门开度误差≤1mm，使其具有较好的可靠的调节性能，运动不卡死，能够完成预定的调节动作。
3)简单阐述调节阀的控制系统，通过分析调节阀的驱动要求，在计算出相关参数后，选择具体的电机型号。
4）采用Pro/Engineer软件完成阀门装配与部分零件图设计。
论文第一章介绍了课题背景及意义，并简要介绍了电厂锅炉二次风调节的现状。论文第二章分别对老式翻版阀与新型二次风调节阀进行分析，详细介绍新型二次风调节阀结构设计。论文第三章简单说明调节阀的驱动原理和电动机的选型。论文第四章介绍了Pro/Engineer三文制图软件，并用该软件设计和装配零件的过程。论文第五章对论文做了总结并对新型二次风调节阀的设计过程以及应用做了展望。